如何进步城域网路由器网络层的可靠性？_路由技术

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宽带业务快速发展，给传统电信业和IT业带来了深刻的变革。多业务、多网络的融合已经成为不可逆转的趋势。 宽带城域网作为城域网内的主要网络实体将成为3G、NGN以及其它新兴增值业务的承载平台。3G、NGN这类实时的语音和视频应用，要求城域网提供服务质量保证和类似于传统电信技术99.999％的电信级网络可靠性要求。同时，激烈的竞争也推动运营商向客户提供类似SLA有服务质量保证的服务，网络可靠性是其中的首要也是最重要的指标。通过进步网络的可靠性，运营商可以通过提供差别化的服务，在运营商之间的竞争中占居有利的地位，进一步树立和巩固企业的品牌形象。 城域网路由器的可靠性体现在以下两个方面，一个是设备层的可靠性，另一个是网络层的可靠性。 网络可靠性是城域网路由器可靠性保障的一个重要内容，由于传统的路由器协议收敛比较慢（IGP在秒级，BGP在分钟级），不能满足承载实时业务的需求。网络可靠性也是城域网路由器新技术比较活跃的领域。 目前新出现的网络层可靠性技术主要有IP路由快速收敛、端到端LSP备份、MPLS快速重路由、平稳重启、RPRIPS等。 IP路由快速收敛 IP动态路由是最基本的网络层可靠性保障机制，是IP路由网络与生俱来的功能。IP动态路由协议负责进行网络层IP转发路径计算，在链路或者节点发生故障导致原数据转发路径中断时，路由协议对数据转发路径进行动态重新计算，固然各种路由协议通过采用不同的机制，其响应时间有差别，但是均匀水平在秒一级。对于传统IP业务这个恢复时间可以接受，但是对于承载实时业务等多业务的电信级IP网来说要求毫秒级恢复响应时间，传统IP动态路由技术和这一要求有很大差距。 在传统路由协议的基础上，进行改进可以缩短IP路由协议的故障响应时间，这些措檀越要是加快路由协议的收敛。加快路由协议收敛速度可以分为链路故障检测、路由重计算、路由信息更新等几个方面考虑。通过加快链路之间Hello消息的发送频率，加快SPF计算速度和为路由更新消息设定高优先级，路由协议可以快速发现、处理故障，并且正确快速地进行路由更新，加快路由协议的收敛，通过优化IGP路由协议可以实现小于1s的收敛。 另一种加快路由协议收敛的方法是采用IGP和EGP对网络进行公道的层次规划，IGP进行域内设备的路由，EGP（BGP4）承载外部路由，两种路由之间进行有效隔离，不相互进行重分配。IGP和BGP的公道分工，形成了一个层次化的路由结构，域内和域间路由协议的收敛相互独立，互不影响，可以实现最快速度收敛。 宽带业务快速发展，给传统电信业和IT业带来了深刻的变革。多业务、多网络的融合已经成为不可逆转的趋势。 宽带城域网作为城域网内的主要网络实体将成为3G、NGN以及其它新兴增值业务的承载平台。3G、NGN这类实时的语音和视频应用，要求城域网提供服务质量保证和类似于传统电信技术99.999％的电信级网络可靠性要求。同时，激烈的竞争也推动运营商向客户提供类似SLA有服务质量保证的服务，网络可靠性是其中的首要也是最重要的指标。通过进步网络的可靠性，运营商可以通过提供差别化的服务，在运营商之间的竞争中占居有利的地位，进一步树立和巩固企业的品牌形象。 城域网路由器的可靠性体现在以下两个方面，一个是设备层的可靠性，另一个是网络层的可靠性。 网络可靠性是城域网路由器可靠性保障的一个重要内容，由于传统的路由器协议收敛比较慢（IGP在秒级，BGP在分钟级），不能满足承载实时业务的需求。网络可靠性也是城域网路由器新技术比较活跃的领域。 目前新出现的网络层可靠性技术主要有IP路由快速收敛、端到端LSP备份、MPLS快速重路由、平稳重启、RPRIPS等。 IP路由快速收敛 IP动态路由是最基本的网络层可靠性保障机制，是IP路由网络与生俱来的功能。IP动态路由协议负责进行网络层IP转发路径计算，在链路或者节点发生故障导致原数据转发路径中断时，路由协议对数据转发路径进行动态重新计算，固然各种路由协议通过采用不同的机制，其响应时间有差别，但是均匀水平在秒一级。对于传统IP业务这个恢复时间可以接受，但是对于承载实时业务等多业务的电信级IP网来说要求毫秒级恢复响应时间，传统IP动态路由技术和这一要求有很大差距。 在传统路由协议的基础上，进行改进可以缩短IP路由协议的故障响应时间，这些措檀越要是加快路由协议的收敛。加快路由协议收敛速度可以分为链路故障检测、路由重计算、路由信息更新等几个方面考虑。通过加快链路之间Hello消息的发送频率，加快SPF计算速度和为路由更新消息设定高优先级，路由协议可以快速发现、处理故障，并且正确快速地进行路由更新，加快路由协议的收敛，通过优化IGP路由协议可以实现小于1s的收敛。 另一种加快路由协议收敛的方法是采用IGP和EGP对网络进行公道的层次规划，IGP进行域内设备的路由，EGP（BGP4）承载外部路由，两种路由之间进行有效隔离，不相互进行重分配。IGP和BGP的公道分工，形成了一个层次化的路由结构，域内和域间路由协议的收敛相互独立，互不影响，可以实现最快速度收敛。 平稳重启（Gracefulrestart） 引起控制平面重启的可能因素包括：软件升级、软件Bug或者硬件故障，无中断重启可以做到控制平面重启时，数据平面无中断转发。但是假如控制平面故障，对等路由器将重新计算路由，旁路故障路由器，数据平面的不中断转发就没有意义，而且故障路由会扩散到整个网络范围。在MPLSVPNPE路由器上假如发生这种情形，其结果是灾难性的。 控制平面平稳重启技术可以有效解决这个困难，采用该技术的路由器在控制平面发生故障时，可以通知邻近路由器继续使用原路径进行数据转发，同时重启路由器重新和邻近路由器建立路由状态，保证在重启过程中业务可用性，最小化单个设备重启对整个网络的影响。 在平稳重启的过程中路由器不保存相关的协议状态，所以引起的重启软件故障不会延续到重启后。 平稳重启是新特性，很多旧设备无法支持，所以可以在局部子网内支持该特性的设备上使用。 在网络边界，运营商边界路由器面对众多客户，而且一般都没有冗余措施，最适合使用平稳重启技术。网络核心一般都采用冗余路径进行保护，而且带业务重启轻易造成路由环，所以不建议在网络核心采用平稳重启技术。